内容正文:
第
一
章
专题:速度—时间图像 从位移—时间图像看速度
学习目标
1.理解速度—时间图像,会通过图像描述物体的运动(重点)。
2.能利用x-t图像判断并计算速度的大小和方向,理解x-t图像相交即相遇(重点)。
内容索引
一、速度—时间图像
二、从x-t图像看速度
< 一 >
速度—时间图像
一物体做直线运动,测得其运动过程中一段时间内的速度大小如表所示,尝试在坐标纸中作出物体运动的v-t图像,并根据图像分析物体速度在怎样变化。
t/s 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
v/(m·s-1) 0.72 0.77 0.82 0.86 0.92 0.97
答案
速度在增大
1.速度—时间图像:用_____表示速度v,用_____表示时间t,建立直角坐标系。根据测量的数据标注在坐标系中,再把各数据点连接成一条_____的曲线,即得到v-t图像。
2.速度—时间图像的意义:直观表示物体运动的速度随_____变化的规律。
光滑
纵轴
时间
横轴
提炼与总结
如图所示为一个物体沿某一条直线运动的v-t图像,至少从以下三个方面分别说明它的速度是怎样变化的?
(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度?物体在第2 s末的速度大小为多少?
答案 物体从静止开始运动;第2 s末的速度大小为10 m/s。
(2)物体的速度大小变化吗?物体是加速运动还是减速运动?
答案 变化。0~1 s是加速运动,1~3 s是匀速运动,3~4 s是减速运动,4~5 s是反向加速运动。
讨论交流
(3)物体运动的方向是否变化?哪个时刻发生变化?第3 s末和第5 s末的速度是否相同?
答案 变化。在第4 s末运动方向发生改变。第3 s末和第5 s末的速度大小相等,但方向相反,故不相同。
(多选)(2024·甘孜州高一期中)做直线运动的物体,其v-t图像如图所示,下列判断正确的是
A.物体在1 s末改变运动方向
B.物体在前3 s内运动方向不变
C.物体在3 s末运动方向改变
D.物体在2 s末和4 s末的速度相同
例1
√
√
前3 s内物体的速度方向均为正,运动方向没有改变,A错误,B正确;
由题图可知物体在t=3 s后速度为负,说明物体改变了运动方向,C正确;
物体在2 s末和4 s末的速度大小都为2 m/s,但方向相反,D错误。
(多选)甲、乙两物体在同一条直线上运动,它们的速度—时间图像分别如图中a、b所示,在t1时刻
A.它们的运动方向相同
B.甲一定在乙的后面
C.甲的速度比乙的速度大
D.乙的速度比甲的速度大
例2
√
√
在t1时刻,由题图可看出甲、乙的速度均为正值,甲、乙的运动方向是相同的,选项A正确;
由于在零时刻甲和乙的位置未知,则无法判断t1时刻甲、乙的位置,选项B错误;
由题图可看出t1时刻乙的速度大于甲的速度,选项C错误,D正确。
1.由v-t图像直接读出任一时刻所对应的速度。
2.可以从v-t图像上直接判断速度的方向;图线位于t轴上方,表示物体向正方向运动;图线位于t轴下方,表示物体向负方向运动。
3.如图所示,v-t图像中两条图线的交点表示两个物体在该时刻具有相同的速度。
总结提升
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注意:v-t图像只能表示直线运动,速度有正、负两个方向。
< 二 >
从x-t图像看速度
图中的三条直线分别是甲、乙、丙三个物体运动的x-t图像。
(1)试分析甲、乙、丙三个物体的运动情况并说明运动的方向;
(2)求甲、乙、丙三个物体运动的速度;
答案 甲物体在t=0时刻从x=5 m处沿正方向做匀速直线运动;乙物体处于静止状态;丙物体在t=0时刻从x=15 m处沿负方向做匀速直线运动。
答案 v甲==1 m/s,方向为正方向;v乙=0;v丙==-1 m/s,
方向为负方向。
(3)在t=5 s时,三图线相交,交点坐标有什么意义?
答案 在t=5 s时,三图线交于x=10 m处,表示在t=5 s时,三个物体在x=10 m处相遇。
1.x-t图像为倾斜直线时,表示物体做匀速直线运动,如图中的a、b所示。
直线的斜率k=表示物体的_____,斜率的绝对值表示速度的_____,斜率的正、负表示物体的运动方向,如图所示,b图线表示物体向___方向运动,a图线表示物体向___方向运动。
2.纵截距表示运动物体的初始位置,如图所示,a所代表物体的初始位置在___处;b所代表物体的初始位置在_________。
3.交点表示同一时刻位于_________,即物体_____。
速度
大小
正
负
x1
坐标原点
同一位置
相遇
提炼与总结
如图所示为某一运动物体的x-t图像。
(1)物体做 (填“匀速”或“变速”)运动。
(2)如何求图像上P点对应时刻的瞬时速度?
变速
答案 取非常接近P点的两点A'和B',则运动的图线几乎是一条直线了,求出A'B'对应的平均速度,可认为是P点的瞬时速度。也可以说,某时刻的瞬时速度等于该时刻图线上对应点的切线的斜率。
讨论交流
(多选)(2024·凉山州高一期中)物体的x-t图像如图所示,根据图像判断下列说法正确的是
A.物体在0~2 s内的平均速度为3 m/s
B.物体在0~3 s内的平均速度为2 m/s
C.物体在第3 s末的速度为2 m/s
D.物体在第5 s内的平均速度为-6 m/s
例3
√
√
√
由题图根据v=可知,选项A、B正确;
2~4 s内位移不变,表示物体静止,即第3 s末速度为0,选项C错误;
物体在第5 s内做匀速直线运动,平均速度为-6 m/s,选项D正确。
(多选)在平直的公路上,甲、乙两汽车同时开始运动,它们的x-t图像如图所示,下列说法正确的是
A.t=0时刻,甲、乙两车位置相同
B.t=0时刻甲车的速度大于乙车的速度
C.当甲、乙两车第二次相遇时,两车的速度大小相等
D.从第一次相遇到第二次相遇,两车的平均速度相同
例4
√
√
由题图可知t=0时,甲、乙两车位置不同,A错误;
x-t图像的斜率表示车的速度,t=0时刻甲图线的斜率大于乙图线的斜率,所以甲车的速度大于乙车的速度,B正确;
x-t图像两图线的交点表示两车相遇,第二次相遇时,乙图线的斜率大于甲图线的斜率,所以乙车的速度大于甲车的速度,C错误;
从第一次相遇到第二次相遇两车的位移相同,所用时间相同,根据可知,两车的平均速度相同,D正确。
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一
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